便攜式維修輔助系統的平臺化及其標準體系

桑運海

（中航工業綜合技術研究所，北京 100028）

PMA（Portable Maintencen Aids）便攜式維修輔助支持裝置是基于信息技術的智能化系統，也是維修人員與武器裝備系統的主要維修接口。維修保障人員可以在該系統的指導下，對武器裝備進行維護、維修，以保障武器裝備的正常使用。

PMA的應用，可以大幅度降低總體保障費用，減少維護工時，優化備件供應，提高武器系統的維修和保障效能，保持武器裝備的戰備完好性和戰斗力。PMA的應用貫穿于裝備的整個壽命周期，對裝備的戰備完好性、作戰效能和壽命期費用以及發揮部隊戰斗力有極其重要的意義。

近年來，PMA在航空維修保障領域里已開始應用，給一線維修保障工作帶來了許多便利，也產生了諸多問題，比如PMA系統集成問題、數據共享應用問題、環境應用問題、重復投入研發問題等等，這些都成為制約PMA健康、有序和快速發展的障礙，如何進一步提升PMA工作效率，使之可持續健康地發展，成為PMA發展過程中的一大課題。

1 PMA發展所面臨的問題

目前，PMA作為維修保障支持的設備，它是以硬件為基礎，集成了維修相關應用系統，輔助一線維修保障工作人員開展裝備的維修工作。各種型號根據自身的需要規劃、研制和開發PMA，短期內取得了良好的效益。但經過長時間的應用發展之后發現，PMA重復建設造成的資源浪費現象嚴重，軟件之間、硬件之間、硬件與軟件之間存在無法兼容、無法連通等等問題，形成了PMA應用孤島，只能通過各研制方廠商維護、管理，為裝備保障工作帶來了新的難題，歸納為兩類問題。

1.1 硬件問題

1.1.1 環境適應性差

PMA主要在現場使用，其硬件必須具備一定的耐環境作用能力，如防跌落、潮濕、浸蝕、振動、電磁干擾、高低溫等。目前環境適應性要求尚無統一的規定，環境適應性水平參差不齊，如有的PMA系統高溫下屏幕變黑，直接影響PMA的使用，有的采用普通商用電腦，耐高溫能力更低。

1.1.2 性能指標不當

有些硬件的計算能力偏低，使得系統運行很慢；有些PMA系統電池續航能力較短，只有3h～4h，且不能使用武器系統的電源，現場供電的問題得不到很好的解決。

1.1.3 互換性差

各種PMA硬件的部件不具有互換性，在采購儲存備件時帶來不便，需要為每種硬件采購不同的部件備件。

1.1.4 規格不一

由多家廠商生產的硬件形式繁雜多樣，如整體布局不同、鍵盤分布不同，給使用操作帶來不便。

1.2 軟件問題

1.2.1 系統集成困難

PMA涉及多個方面（手冊、維修任務、狀態、履歷等），對系統間內在聯系沒有統一的約定，數據通訊很難實現；同時，PMA還需要與其他維修系統進行數據交換，因此對集成的要求很高。

1.2.2 系統復雜開發投入很大

PMA綜合了復雜裝備維修保障的主要要素，它可以被形象地看成將固定的主要系統，加載到移動設備上，因此集成度高，開發難度很大。

1.2.3 技術無法復用、系統重復構建

在實際情況下各個軍兵種使用的PMA系統存在許多共性，然而由于PMA應用技術缺乏統一的通用框架平臺支持，使得各PMA系統在研制過程中重復建設現象不斷出現，影響了研制效率的同時資源浪費也很嚴重。

1.2.4 系統靈活性較差

系統定型后用戶很難對功能進行擴展，系統不能針對不同用戶進行功能剪裁。

1.2.5 多單位開發協調困難

一個PMA系統需要多個單位參與、聯合開發，對界面、使用方法、接口等問題的協調非常困難，影響系統的質量和開發的進度。

2 PMA技術發展的新階段—PMA平臺

PMA應用過程中存在的諸多問題，對PMA的發展帶來了很大的負面影響，如何解決這些問題就成為人們面臨的一個新的任務。PMA應用的平臺化是一種有效解決方案。

2.1 國外情況

PMA平臺是PMA系統的通用框架。美國國防部不但重視PMA系統發展，也相當重視PMA平臺技術，并組織相關人員對其進行研究。截止到目前為止，美國國防部已開發了33個PMA項目，其中空軍5個，聯合后勤部1個，陸軍8個，商業航線4個，海軍8個，商業貨運2個，海軍陸戰隊5個。

由于各個PMA項目由不同的單位開發，系統架構和功能很不相同，在系統研制、使用、維護過程中遇到很多問題。美國曾在2002年2月由國防部維修技術高級指導組（MTSSG）召開會議，重點研究PMA系統及其平臺技術。會議具體內容包括：

回顧PMA的經驗教訓，包括收效和存在的不足；討論制定有關PMA的國防部政策和計劃項目指南的；討論為PMA方案、設備和新技術確立一個通用的框架；演示了由9個設備供應商提供的產品；提出確立PMA平臺技術及發展方向的建議。

至今，美軍還在完善PMA平臺技術方向，相關的標準規范在逐步出臺。

美軍PMA應用和發展，從上世紀80年代開始至現在，大致經歷了3個階段，PMA雛形化應用、PMA系統化應用及PMA的平臺化發展。每一階段的發展都是圍繞著提升裝備維修保障工作效率，降低裝備維修保障成本而進行的。如圖1所示，上世紀80年代，隨著PMA的應用，維修保障工作得到了有效的支撐，保障經費的開支也逐步降低，工作效率得到穩步提升，隨著21世紀的到來，PMA平臺化的應用得到推廣，PMA的研制在平臺化的推動下達到了通用化目標，使得美軍聯合作戰的保障要求得以更好的支撐和實施，保障效率大幅提升的同時費用支出也進一步降低。

圖1 美軍PMA技術應用發展趨勢

2.2 國內情況

目前國內PMA系統的開發工作比較混亂，安全性、通用性較差，這給系統的使用和維護帶來很大的困難。因而，很有必要及早確定PMA平臺技術，以利于PMA系統今后的發展。目前PMA系統處于初始發展階段，是制定和實施PMA平臺技術及其標準規范的好時機。

2.3 建立PMA平臺化和標準化

建設PMA平臺是發展趨勢。平臺技術本身就是對PMA系統的統一，所以要對PMA平臺進行標準化；PMA平臺標準化可以更好地規范和統一PMA的發展，更便于開展裝備的“三化”工作，這也符合我軍協同作戰的需要；PMA平臺化發展在裝備保障信息化建設方面，可以減少國家投資和各軍兵種投入，可減少硬件的品種規格，縮短PMA系統的研制周期，降低PMA系統研制費用，提高PMA系統技術的復用性，提升PMA系統的可靠性，便于PMA系統之間協同工作和共享信息，降低了裝備維修總費用；平臺軟件、器材、備件標準化、通用化為跨兵種保障打下基礎，使得PMA系統易于使用、維護和擴展。

3 PMA通用平臺建設

3.1 PMA平臺組成

PMA平臺應由“系統硬件”、“操作系統”、“數據管理系統”和“平臺軟件”4部分組成，其中，“系統硬件”是系統運行的載體，其核心是計算機系統；“操作系統”是整個系統的基礎運行環境；“數據管理系統”用于對保障相關的數據進行管理，包括文件數據管理和結構化數據管理；“平臺軟件”將PMA應用系統的共性提取出來，組成一個獨立的部分，由它來配合管理其它功能模塊。該獨立的部分稱之為平臺軟件。主要功能包括：應用構件的安裝、卸載；用戶及其權限的管理；數據協調和安全等功能。在為武器裝備開發PMA系統時，針對裝備型號所開發的各個功能模塊（即應用構件）可以方便的安裝到PMA平臺中。

3.2 平臺與系統的關系

PMA系統則是平臺、應用構件和數據的有機化組合，平臺是基礎，各應用單位可根據自身的需要靈活定制適用的應用構件，在平臺化作用下快速形成PMA系統應用，如圖2所示。

平臺與系統的紐帶為應用構件，應用構件是在武器裝備開發PMA系統時，針對型號武器裝備所開發的各個用于維修保障的功能模塊。如故障診斷、維修引導等。當針對具體的武器系統開發出應用構件后，利用平臺軟件提供的功能將應用構件安裝到系統中，以及將武器系統的技術數據裝載到平臺系統中，以便形成PMA系統。

圖2 平臺化的PMA系統建設

3.3 PMA平臺的標準體系

建立平臺化應用的標準體系，是保證PMA健康發展的上層建筑，只有建立了PMA平臺標準體系，才能穩步、有效地推進PMA的前進，根據PMA應用所涉及的范疇，將PMA標準體系劃分為7個方面，即通用規范、數據規范、硬件規范、軟件規范、安全規范、質量規范、交付規范。組成結構如圖3所示。

圖3 PMA平臺標準體系結構

3.3.1 通用規范

該部分提出PMA平臺最基本的規范要求，建立PMA平臺要準確定義其概念；規定其表示方法及圖示方式；規范PMA平臺的性能、可靠性、維修性、環境適應性、電磁兼容性、測試性、安全性等指標；平臺應符合綜合保障的要求。

3.3.2 數據規范

PMA需要大量技術數據的支撐，使用過程中會產生大量應用數據，同時，系統之間還要進行數據的交換，因此需要有一個強大的系統對其進行支持、管理。要做到對于不同應用對象的數據進行統一的管理，必須對其進行規范。

PMA所涉及的數據包括文件型數據和結構化數據，這兩類數據是在以下兩個環節產生并提供的，一是由裝備生產部門產生并提供（由不同部門、不同人員、在不同時間產生提供）；二是由裝備的保障階段（即裝備使用和保障過程中）產生和提供的。數據的格式包括：文件結構、文件格式、數據交換格式、數據結構、數據交換格式等。

3.3.3 硬件規范

硬件是PMA平臺必不可少的組成部分，是系統的運行載體。PMA一般運行在維護現場，環境比較惡劣，所以其硬件必須能適應各種環境。同時，PMA系統使用時要和其他系統進行連接，協同工作，進行數據交換，因此，需要提出對網絡和外部接口的規范。硬件規范組成包括“計算機規范”、“網絡規范”、“接口規范”，它們可以適用于計算機通用規范體系。

3.3.4 軟件規范

軟件要求是PMA平臺發展的關鍵。該部分需要編制各種規范。包括：功能要求、人機工程、軟件接口等方面的規范。

功能規范：PMA平臺的軟件的功能要素（如名稱、定義、功能關系結構等）應統一，以免不同研發單位開發出的PMA平臺的軟件功能各不相同、五花八門。

人機工程規范：在人機工程方面也要加以規范，這樣更便于操作、使用。主要包括：界面風格（如字體、色彩等） 、提示符、快捷方式、操作方式等。

軟件接口規范：對數據交換和共享進行規范。

3.3.5 安全規范

由于維護對象的特殊性，系統及其數據均有較高的保密級別，規范里應提出PMA平臺的安全性要求。

由于PMA還涉及機動和單兵使用，安全方面要更嚴、更細。針對PMA平臺的安全，在標準中需要新提出并強調PMA使用中的預防移動丟失及查找的措施內容等。如利用電子射頻標簽技術，對超出工作環境范圍的PMA進行告警和報警等，安全措施要求。安全規范內容如圖4所示

3.3.6 質量規范

質量規范目的在于確定承制方提交定購方的產品是否符合規定的技術要求。規范化技術檢驗的標準和使用質量保證標準。因為我們研究的PMA平臺是最終要形成產品，存在生產和交付，所以要編制質量要求要素，主要從硬件及軟件兩個方面指出質量保證的基線。硬件是有形的產品，在質量保證標準規范中有一些可以直接引用的標準。如：GJB 322A–1998《軍用計算機通用規范》，GJB 150《軍用設備環境試驗方法》等；軟件是無形的，PMA平臺中的軟件是全新的產品，在質量保證規定要素內需要進行專項編制，軟件的質量規范可以結合軟件研制過程中的實際研制要求配套進行。

圖4 安全規范的主要內容

3.3.7 交付規范

在交付規范里需要注意的是包裝規定和產品資料。

包裝規定：交付規范里主要內容之一，在PMA平臺規范的制定中，必須包括該項內容。

便攜機動性要求：要求配套附件和包裝組合要求具有很好的便攜性。

應用領域要求：各軍兵種都有專用的防護和標識。對防護、包裝、裝箱和標志也要加以要求。

產品資料：由于PMA功能較多，也比較復雜，所以在交付要求里應對產品資料（如使用說明書、培訓手冊）做出相應規范要求。

4 結束語

PMA系統的應用是武器裝備綜合保障發展的必然趨勢，隨著武器裝備的復雜化、集成化，以及協同作戰的要求的提高，PMA技術會更加廣泛的應用到武器裝備中。PMA技術復雜，具有很大的伸縮性，需要進行規范化。而PMA平臺是PMA技術的最新發展，是技術演進的新階段，為了更好的適應PMA發展趨勢，應盡早建立并實施PMA平臺化的工作。深入開展PMA應用技術研究，研制出符合我軍裝備體系建設中維修保障應用的通用PMA平臺。